Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Regeneracja stacjonarnych baterii kwasowo-ołowiowych

Częściowo odsiarczona płyta akumulatora
Częściowo odsiarczona płyta akumulatora
J. Świątek, W. Hejnrych
Ciąg dalszy artykułu...

zmiany parametrów chemicznych w akumulatorze

W akumulatorze może wystąpić zmiana parametrów chemicznych elektrolitu oraz materiału aktywnego płyt. Powoduje to obniżenie pojemności dyspozycyjnej akumulatora. Na podstawie [3] i [4] mechanizm powstawiania oraz przebieg tych procesów możemy wyjaśnić w następujący sposób.

Zmiany zachodzące w elektrolicie
W trakcie pracy buforowej oraz ładwania i rozładowania baterii, elektrolit ma tendencję do miejscowej zmiany gęstości, czyli do rozwarstwienia się (stratyfikacji). Uformowany fabrycznie akumulator zwykle ma stały rozkład gęstości. W czasie jego eksploatacji na obiekcie stan ten zostaje zakłócony. W trakcie pracy buforowej zjawisko stratyfikacji jest konsekwencją opadania cięższych cząstek kwasu (zgodnie z prawem ciążenia). Natomiast podczas ładowania akumulatora i po rozładowaniu gęstość ulega podwyższeniu w obszarze między płytami. Natomiast powyżej i poniżej (czyli poza obrysem płyt) gęstość będzie taka, jaka była przed ładowaniem. W wyniku tych procesów w czasie eksploatacji baterii następuje rozwarstwienie się gęstości kwasu – od najniższej na górze do bardzo wysokiej na dole akumulatora. Taki stan jest niebezpieczny, ponieważ w miejscach o zwiększonej gęstości elementy akumulatora są bardziej podatne na korozję i uszkodzenia mechaniczne. Ponadto akumulator, w którym występuje zjawisko stratyfikacji elektrolitu, ma niższą pojemność, niższą SEM (siłę elektromotoryczną) i nierównomierny (związany z rozkładem gęstości kwasu) rozkład prądów międzyelektrodowych. Bateria wykazuje także większą podatność na samorozładowanie.

Osiągnięcie jednorodnej gęstości kwasu jest łatwym procesem, który można uzyskać przez mechaniczne lub elektryczne wymieszanie elektrolitu. Mieszanie mechaniczne (przez pompy powietrzne) jest praktycznie nieużywane w przypadku akumulatorów stacjonarnych. Dla tego typu ogniw wystarczy wykonywać mieszanie elektryczne przez podniesienie napięcia ładowania do 2,30/2,40 V na ogniwo. Jest to prosty zabieg, wręcz obowiązkowy po teście pojemności. Często jednak o tym zapominamy stosując standardowe charakterystyki ładowania IU, to jest ładowanie stałym prądem co do wartości (ograniczonym do prądu dziesięciogodzinnego baterii) oraz stałym napięciem buforowym.

Zmiany zachodzące w materiale aktywnym płyt
W trakcie rozładowania następuje zamiana energii chemicznej na elektryczną oraz w konsekwencji tego przemiana materiału aktywnego płyt na siarczan ołowiu (PbSO4). Kryształy siarczanów przy pełnym rozładowaniu pokrywają całą powierzchnię elektrod. Proces rekrystalizacji następuje w wyniku ładowania elektrycznego akumulatora kwasowego i chemicznie odwrotna przemiana siarczanów na materiał aktywny elektrod. Siarczany ołowiu powstałe w wyniku rozładowania są małe, ale pozostawione w dłuższym okresie na płytach mają tendencję do wzajemnego łączenia się tworząc duże kryształy. Zjawisko powstawania dużych kryształów na płytach może być konsekwencją pozostawienia baterii rozładowanej po jej pracy autonomicznej. Takie kryształy mogą także tworzyć się w trakcie długiego rozładowania, na przykład prądem 8 - 10-godzinnym lub mniejszym. Wynika to z faktu, że siarczany, które powstały w pierwszej fazie rozładowania, długo pozostają na płytach i łączą się w duże kryształy. Zjawisko powstawiania takich kryształów w starszych technologiach ogniw z kratkami płyt wysoko antymonowych występowało w dużo mniejszym stopniu i nie było aż tak groźne. Wprowadzenie innych dodatków w miejsce antymonu do stopów kratek płyt, takich jak wapń i selen, ograniczyło gazowanie akumulatorów, ale wpłynęło negatywnie na procesy morfologiczne związane z powstawaniem dużych kryształów.

Dodatkowo w typach ogniw wysoko antymonowych duży prąd ładowania buforowanego rozpuszczał takie kryształy i powodował rekrystalizację. We współczesnych technologiach akumulatorów kwasowych z kratkami elektrod ze stopów niskoantymonowych oraz bezantymonowych zjawisko powstawania dużych kryształów jest bardzo groźne. W końcowej części ładowania dla charakterystyki stałonapięciowej prąd jest bardzo mały. Z tego powodu część dużych kryształów siarczanu zostaje nierozpuszczona na płytach i jest powodem permanentnej utraty pojemności ogniw, gdyż takie kryształy siarczanu ograniczają powierzchnię czynną płyt. Termodynamicznie duże kryształy są stabilniejsze (trudno je zlikwidować), zaś kinetycznie mają gorszą proporcję powierzchni do masy, a więc trudniej ulegają procesom elektrochemicznym. Przy rekrystalizacji współczynnik rozpuszczania związany jest ze stężeniem jonów. Jeżeli nie osiągniemy wysokiej gęstości jonów, pomimo że prąd ładowania jest wysoki, efekt rozpuszczania jest słaby. Taki widok tylko częściowo odsiarczonej elektrody dodatniej przedstawia fotografia 1. Na elektrodzie obok PbO2 widać duże kryształy PbSO4.

Duże kryształy możemy zlikwidować stosując specjalną strategię ładowania lub dodając specjalistyczne związki (roztworów z silnymi utleniaczami) do elektrolitu. Ta druga metoda ma zastosowanie tylko dla ogniw z elektrolitem ciekłym.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 6/2009

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zapisz się do Ligi Specjalistów i zdobywaj nagrody!

Liga Specjalistów 2.0

Jesteś profesjonalistą z branży elektrycznej lub teletechnicznej?
Jesteś uczniem lub studentem kierunku technicznego?
czytam dalej »

 


Kompleksowe inspekcje termowizyjne - gdzie szukać pomocy? »

Termowizja inspekcja

Przez ostatnie stulecie zbudowano wiele urządzeń pomiarowych w zakresie podczerwieni, ale największe możliwości i popularność zyskały rozwiązania... czytam dalej »

 


Jaki silnik elektryczny wybrać? »

silnik elektryczny

W działaniu wielu maszyn i urządzeń technicznych wymagany jest ruch postępowy lub postępowo-zwrotny. Zazwyczaj ruch ten wytwarzają (...) czytam więcej »

 


Łączniki elektroinstalacyjne - rodzaje i sposób działania?

Oświetlenie zewnętrzne LED - dobór i zastosowanie»

Ranki łączniki gniazdka oswietlenie zewnętrzen LED
W każdej standardowej instalacji elektrycznej w budynku występują gniazda wtyczkowe oraz łączniki. Ich budowa oraz sposób zamocowania zależą od miejsca zainstalowania oraz metody wykonania (...) czytam więcej » Wymiana opraw oświetlenia zewnętrznego ze źródłami LED przynosi przede wszystkim poprawę efektywności energetycznej oświetlenia ulicznego. Oświetlenie LED posiada również (...) czytam dalej »

 


Przyrządy kontrolne i pomiarowe - zobacz niezawodne rozwiązania»

narzedzia pomiarowe dla elektryka Miernik napięcia, ciągłości i kolejności faz są zaprojekotwane do testowania napięcia, fazy, polaryzacji, kolejności faz i półprzewodników. Cyfrowy multimetr oraz cyfrowy miernik cęgowy oferują idealne rozwiązania dla wszystkich wymagań i możliwych zastosowań. Mierniki wykorzystują standardowe (...) czytam dalej »


Zobacz jakie oprawy zaprezentowano na Energetab 2019  »

Wiele nowych produktów od najlepszych w branży marek »

Samochody elektryczne i  mobilne stacje elektronika
Oświetlenie awaryjne ma zapewnić bezpieczne opuszczenie zajmowanych przestrzeni podczas awarii zasilania opraw oświetlenia podstawowego. Niejednokrotnie zanik oświetlenia podstawowego nie jest spowodowany zwykłą awarią zasilania czy wyłączeniem(...) czytam więcej » Poznaj pierwszy w branży przewodnik elektroniczny po złączach. Internetowe narzędzie referencyjne ułatwiające dobór złączy. (...) chcę zobaczyć »

 


Odpowiednie oświetlenie - prawidłowy dobór oświetlenia w projekcie »

projekt oświetlenia Są takie miejsca w domu, o których nie myśli się w pierwszej kolejności. Zostawia się je na później, dopiero wtedy, gdy zadba się o ważniejsze pomieszczenia. Tak jest często (...) czytam dalej »

 


Jak zapewnić bezprzerwowe zasilanie gwarantowane? »

Kolektor słoneczny – urządzenie do konwersji energii promieniowania słonecznego na ciepło »

zasilanie gwarantowane panele słoneczne
Co rusz znaczenie tego problemu uświadamiają nam przechodzące nad naszym krajem orkany i wichury oraz widmo blackoutu, wynikające z pojawiającego się latem ogromnego zapotrzebowania na ... czytam więcej » Udział energii słonecznej w Polsce jest bardzo niski i według urzędu statystycznego, pozyskanie energii z promieniowania słonecznego w porównaniu do innych źródeł odnawialnych w 2017 roku wyniósł niecałe 1%.... czytam dalej »

Szafy energetyczne, sterowniczne, rozdzielcze - dlaczego nie wiesz co wybrać? »

szafy rozdzielcze i sterownicze Zgrupowanie urządzeń elektroenergetycznych wraz z szynami zbiorczymi, połączeniami elektrycznymi, elementami izolacyjnymi i osłonami, służący do rozdziału energii elektrycznej i łączenia oraz ... czytam dalej »


Bezprzewodowa automatyka domowa - i możesz sterować wszystkim w domu »

Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami !

Automatyka domowa - sterowaniem ze smatfona Projektowanie listew - oprogramowanie
Nowoczesny smartdom powinien być gotów na każde życzenie. Dlatego rozwiązania bezprzewodowej automatyki domowej dają Ci zdalną kontrolę nad funkcjami Twojego domu - oświetleniem, roletami, ogrzewaniem ... czytam więcej » Intuicyjne oprogramowanie do projektowania listew ze złączkami oraz profesjonalnego opisywania oznaczników do złączek szynowych, przewodów, kabli, urządzeń i instalacji. Oprogramowanie dostępne jest bezpłatnie na stronie www ... chcę poznać »

Małe, średnie i duże systemy sterowania »

Sterowniki plc Jeszcze kilka lat temu sterowniki PLC „tylko” wspierały pracowników przy wykonywaniu monotonnych zadań i zwiększaniu szybkości produkcji. Aktualnie każda produkcja ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... chcę obejrzeć »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Technologie robotyczne zgodne z koncepcją Industry 4.0 » »

wyświetlacze cyfrowe robotyka i automatyka
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Nowoczesne urządzenia mechaniczne nic nie znaczyłyby bez ukrytej w nich elektroniki, dizęki której ... czytam dalej »


Odczyty cyfrowe - przyrządy przeznaczone do wyświetlania położenia »

czytniki cyfrowe Współpracują z przetwornikami przemieszczeń liniowych (liniały) i kątowych (enkodery). Wykonywane są w różnych wersjach dostosowanych do (...) czytam dalej »


1-fazowe liczniki energii elektrycznej - widziałeś to?!

Inteligentny system dystrybucji mocy »

Liczniki energii jakie wybrać moc
Wymagania stawiane licznikom energii elektrycznej zawarte są w normach oraz przepisach (...) czytam dalej » Uniwersalne zastosowanie, w pojedynczych szafach sterowniczych, jak też w kompletnych systemach... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
10/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 10/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania pompowni pożarowej
  • - Przekładniki niekonwencjonalne wykorzystywane w automatyce elektroenergetycznej
Zobacz szczegóły
COMEX S.A. COMEX S.A.
O firmie COMEX S.A. od początku swojej działalności, tj. od 1987 zajmuje się kompleksową obsługą klientów w zakresie zasilania...

Ciekawe strony

Elektryk na Fixly.pl

EPS System - agregaty prądotwórcze

Producent oświetlenia

Ciekawa Architektura

Instalacje

Literatura fachowa

Rekuperacja

Termomodernizacja

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl